DE2602380B2 - Rotating device that is driven by a moving fluid such as water or air - Google Patents

Rotating device that is driven by a moving fluid such as water or air

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehvorrichtung, die durch oin in Bewegung befindliches Fluid, wie z. B. Wasser oder Luft, angetrieben wird, mit einem RotorThe invention relates to a rotating device which is driven by fluid in motion, such as e.g. B. Water, or air, is driven with a rotor

jo mit vertikaler Achse, der eine im wesentlichen zylindrische Form und eine Vielzahl von identisch geformten Schaufeln mit symmetrischem, aerodynamischem Profil aufweist, die längs des Rotorumfanges verteilt angeordnet sind, wobei jede Schaufel auf einerjo with a vertical axis, the one essentially cylindrical shape and a multitude of identically shaped blades with symmetrical, aerodynamic Has profile, which are arranged distributed along the rotor circumference, each blade on one

j5 im wesentlichen vertikalen, zur Vorderkante der Schaufel parallelen Achse drehbar angeordnet ist.j5 essentially vertical, to the leading edge of the Blade is rotatably arranged parallel axis.

Aus der US-PS 20 94 603 ist eine Drehvorrichtung bekannt, die durch Luft angetrieben wird und die einen Rotor mit vertikaler Achse verwendet, an dem eine Vielzahl von Schaufeln angeordnet sind. Dabei sind jeweils mehrere Schaufeln übereinander um eine Drehachse verstellbar angeordnet, wobei je Drehachse ein Gegengewicht vorgesehen ist, das einen Ausgleich der rotierenden Massen aller an dieser DrehachseFrom US-PS 20 94 603 a rotating device is known which is driven by air and the one Used rotor with vertical axis, on which a plurality of blades are arranged. Are there several blades arranged one above the other adjustable about an axis of rotation, each axis of rotation a counterweight is provided, which balances the rotating masses of all on this axis of rotation

■ij befestigten Flügel um deren Rotationsachse bewirken soll. Hierdurch wird vermieden, daß ein Teil der Energie des strömenden Windes zur Überwindung des Drehmomentes aufgebracht werden muß, das sich einstellt, wenn die Schaufeln bei exzentrischer Anordnung ihrer■ effect ij attached wings about their axis of rotation target. This avoids having to use part of the energy of the flowing wind to overcome the torque must be applied, which occurs when the blades in an eccentric arrangement of their

■ίο Drehachse sich bei drehender Gesamtvorrichtung radial einstellen. Weiterhin werden die Schaufeln automatisch gegen den Wind zu Erzielung einer möglichst großen Druckfläche angestellt. Für die bekannte Vorrichtung ist ein ganz erheblicher baulicher Aufwand mit einer sehr■ ίο The axis of rotation turns radially when the entire device rotates to adjust. Furthermore, the blades are automatically turned against the wind to achieve the largest possible Printing area employed. For the known device is a very considerable structural effort with a very

■">■■> großen Anzahl verschiedener Einzelteile nötig, wobei durch die Anwendung vieler einzelner Verstellmechanismen für die Rotationsachsen der Schaufeln eine zusätzliche Kompliziertheit entsteht. Die bekannte Vorrichtung kann wohl nur bei einem erheblichen■ "> ■■> large number of different individual parts required, whereby through the use of many individual adjustment mechanisms for the axes of rotation of the blades additional complexity arises. The known device can probably only with a significant

wi Kostenaufwand erstellt worden.wi costs have been created.

Bei einer anderen bekannten Drehvorrichtung (DE-PS 8 60 930) ist wiederum ein Rotor mit vertikaler Achse vorgesehen, der eine im wesentlichen zylindrische Form sowie eine Vielzahl identisch geformterIn another known rotating device (DE-PS 8 60 930) is a rotor with a vertical Axis provided, which has a substantially cylindrical shape and a plurality of identically shaped

hi Schaufeln mit symmetrischem, aerodynamischem Profil aufweist. Die Schaufeln sind längs des Rotorumfangs verteilt angeordnet und jede Schaufel ist auf einer im wesentlichen vertikalen, zur Vorderkante der Schaufelhi blades with symmetrical, aerodynamic profile having. The blades are distributed along the circumference of the rotor and each blade is on an im essentially vertical, to the leading edge of the bucket

parallelen Achse drehbar. Dabei ist allerdings für jeden Flügel ein Anschlag vorgesehen, der eine Drehung des betreffenden Flügels nur innerhalb eines gewissen Winkelbereiches und nur so weit zuläßt, daß die Außenfläche des Flügels etwa senkrecht zum Radius verläuft. Tritt allerdings beim Einsatz der bekannten Vorrichtung eine sehr starke Erhöhung der Windkraft auf, dann kann dies eventuell zu Beschädigungen an den Schaufeln, Drehachsen o.a. führen, da infolge der beschränkten Anstellbarkeit der Schaufeln stets Schaufeln eine bestimmte Neigung zur Anströmrichtung des Windes aufweisen und dadurch in diesem Fall einen unerwünschten Widerstand ausbilden. Weiterhin ist durch die Begrenzung des Anstellwinkels bei der bekannten Vorrichtung auch eine optimale Einstellung der Schaufeln auf unterschiedliche Windstärken nicht immer gewährleistet.rotatable parallel axis. However, a stop is provided for each wing, a rotation of the wing in question only within a certain angular range and only so far that the The outer surface of the wing is approximately perpendicular to the radius. Occurs, however, when using the known Device a very strong increase in wind power, then this can possibly cause damage to the Shovels, axes of rotation, etc. lead, as the blades are always shoveled due to the limited adjustability of the blades have a certain inclination to the direction of flow of the wind and thus in this case a develop unwanted resistance. Furthermore, by limiting the angle of attack in the known device also does not allow the blades to be optimally adjusted to different wind speeds always guaranteed.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß bei ihr unter weitgehender Vermeidung der aufgezeigten Nachteile eine sich ändernde Anströmstärke des Anströmmediums entsprechende Einstellung der Schaufeln und bei zu starker Anströmung ein Ausrichten aller Schaufeln in Anströmrichtung möglich ist. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß jede Schaufel ohne Anschlag frei drehbar mit mindestens einem Gegengewicht versehen ist, das so angeordnet ist, daß der Schwerpunkt der ganzen Schaufel-Gegengewicht-Baueinheit in einer Ebene durch die Achse der Schaufel und senkrecht zur Schaufel-Profilmittellinie, nicht jedoch auf der Achse der Schaufel selbst liegt. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird der Vorteil erreicht, daß sich die völlig frei (ohne Anschlag) drehbaren Schaufeln infolge der Gegengewichte automatisch in Abhängigkeit von der Anströmstärke des Anströmmediums in ihrer Neigung zur Auströmrichtung einstellen, und daß diese Einstellung sich sogleich ändert, wenn eine Änderung in der Anströmstärke auftritt. Die Gegengewichte sorgen beim Drehen des Rotors dafür, daß stets eine günstige Anstellung der Schaufeln zur Anströmrichtung vorliegt, wobei die Zentrifugalkraft, die auf jedes Gegengewicht ausgeübt wird, im Gleichgewicht steht mit der aerodynamischen Kraft, die das Anströmmedium auf die Schaufeln ausübt. Sobald deren Kraft sich plötzlich ändert, paßt sich die Vorrichtung dieser Variation ohne großen Widerstand an, wobei der Rotor z. B. seine Geschwindigkeit so weit erhöhen kann, bis maximale Drehgeschwindigkeit erreicht wird. Wird die Anströmgeschwindigkeit des Antriebsmediums jedoch zu groß, dann wird das Gleichgewicht zwischen der aerodynamisch auf die Schaufeln ausgeübten Kraft und den Gegengewichten gestört, so daß es letztlich zu einer Ausrichtung der Schaufeln ganz in Anströmricaiung des Windes und dadurch zu einem Stillstand des Rotors kommt. Hierbei ist ein Minimum an Angriffsflächen für das Anströminedium gegeben, so daß die Gefahr eine Beschädigung wegen zu großer Anströmkraft minimiert ist.Based on this, the invention is based on the object of developing a device of the type mentioned at the beginning to improve so that with her while largely avoiding the disadvantages shown a changing inflow strength of the inflowing medium, corresponding setting of the blades and if it is too strong Alignment of all blades in the direction of flow is possible. According to the invention this The object is achieved in a device of the type mentioned at the outset in that each blade has no stop is provided freely rotatable with at least one counterweight which is arranged so that the center of gravity of the entire blade counterweight assembly in a plane through the axis of the blade and perpendicular to the Blade profile center line, but not on the axis of the blade itself. By the invention Measures, the advantage is achieved that the completely freely (without stop) rotatable blades as a result the counterweights automatically depending on the flow strength of the flow medium in their Set the inclination to the outflow direction, and that this setting changes immediately when a change in the flow strength occurs. When the rotor turns, the counterweights ensure that there is always a favorable one Adjustment of the blades to the direction of flow is present, with the centrifugal force acting on each counterweight is exerted in equilibrium with the aerodynamic force that the inflowing medium exerts on the Shoveling exercises. As soon as their force changes suddenly, the device adapts to this variation without great resistance, the rotor z. B. can increase its speed so far, up to maximum Rotation speed is reached. However, if the flow velocity of the drive medium is too high, then the balance between the aerodynamic force exerted on the blades and the Counterweights disturbed, so that it ultimately leads to an alignment of the blades entirely in the inflow Wind and thereby comes to a standstill of the rotor. Here is a minimum of attack surfaces for given the inflow medium, so that the risk of damage due to excessive inflow force is minimized is.

Vorteilhafterweise läßt sich die erfindungsgemäße Drehvorrichtung mit Kraftübertragungseinrichtungen zum Antrieb weiterer Vorrichtungen, wie z. B. einer Motorpumpe o. ä. versehen. Gleichermaßen vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Drehvorrichtung aber auch als Antriebsquelle für ein oder mehrere Antriebsräder eines Landfahrzeuges verwendet werden, wobei sie etwa oben auf einem Ständer oder Mast auf diesem Landfahrzeug drehbar angeordnet ist und über geeignete Kraftübertragungseinrichtungen die Drehbewegung des Rotors an die Antriebsräder weitergibt. Ein weiteres vorzugsweises Einsatzgebiet der erfindungsgemäßen Drehvorrichtung ist auch deren Verwendung als Antriebsquelle für einen Schiffspropeller, indem man sie etwa drehbar auf einem Mast des zugehörigen Schiffes anordnet und über geeignete Kraftübertragungseinrichtungen die Drehbewegung des Rotors auf denThe rotating device according to the invention can advantageously be equipped with power transmission devices to drive other devices such. B. a motor pump o. Ä. Provided. Equally beneficial However, the rotating device according to the invention can also be used as a drive source for one or more drive wheels a land vehicle can be used, approximately on top of a stand or mast on this Land vehicle is rotatably arranged and the rotary movement via suitable power transmission devices of the rotor passes on to the drive wheels. Another preferred field of application of the invention Rotary device is also used as a power source for a ship's propeller by turning it approximately rotatably arranged on a mast of the associated ship and via suitable power transmission devices the rotation of the rotor on the

ίο Schiffspropeller überträgt Der Anwendungsbereich für die erfindungsgemäße Drehvorrichtung beschränkt sich allerdings nicht auf die aufgezählten Beispiele, sondern sie ist in einem viel weiteren Bereich mit Vorteil einsetzbar, so etwa zum Antrieb auch von Elektrogene- > ratoren, Kühlaggregaten von Transportfahrzeugen o. ä. Beim Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird jede Schaufel über einen Drehwinkel von 360° hinweg einer aerodynamischen Auftriebs- bzw. Druckkraft ausgesetzt, wobei man die Summe dieser Auftriebs- bzw. Druckkräfte aller Schaufeln als Drehmoment auf den Rotor wirken läßt. Als Antriebsmedium für die erfindungsgemäße Vorrichtung kann nicht nur Luft dienen, sondern auch andere geeignete strömende Gase oder selbst geeignete Flüssigkeiten, wie z. B. Wasserίο ship propeller transfers the scope for the rotating device according to the invention is not limited to the examples listed, but rather it can be used with advantage in a much wider area, for example to drive electrical generators. > Rators, cooling units of transport vehicles or the like. When using the device according to the invention, Each blade is exposed to an aerodynamic lift or pressure force over an angle of rotation of 360 ° exposed, with the sum of these lift or pressure forces of all blades as a torque lets the rotor work. Not only air can be used as the drive medium for the device according to the invention serve, but also other suitable flowing gases or even suitable liquids, such as. B. water

>■> oder ähnliches.> ■> or similar.

Beim Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Schaufeln mit ihrem symmetrischen Profil während einer Rotorumdrehung von 360° sowohl auf der einen, wie auch auf der anderen Profil-HalbhälfteWhen using the device according to the invention, the blades with their symmetrical profile during a rotor rotation of 360 ° on both one and the other half of the profile

)o wechselseitig symmetrisch belastet. Dabei wechselt die aerodynamische Belastung während einer Umdrehung des Rotors zweimal von einer Schaufelhalbseite auf die andere Schaufelhalbseite (bezogen auf die Profilmittellinie) und zurück: hierbei wird die Schaufeloberseite bzw.) o alternately symmetrically loaded. The changes aerodynamic load during one revolution of the rotor twice from one side of the blade to the the other half-side of the blade (in relation to the profile center line) and back: here the top or side of the blade is

υ Saugseite dann zur Schaufelunterseite bzw. Druckseite und umgekehrt. Da man inzwischen erkannt hat, daß ein symmetrisches Schaufelprofil nicht immer den besten aerodynamischen Wirkungsgrad ergibt, erweist es sich bei der erfindungsgemäßen Drehvorrichtung von Vorteil, wenn jede Schaufel nur im Ruhezustand der Drehvorrichtung ein symmetrisches Profil aufweist, das jedoch unter Einwirkung einer Fluidkraft zu einem klassischen Flügelprofil veränderbar ist, wobei diese Veränderung identisch, aber symmetrisch zur Profilmit-υ suction side then to the underside of the blade or pressure side and vice versa. Since it has now been recognized that a symmetrical blade profile is not always the best aerodynamic efficiency results, it turns out in the inventive rotating device of Advantage if each blade has a symmetrical profile only in the idle state of the rotating device, the however, under the action of a fluid force, it can be changed to a classic wing profile, this being the case Change identical, but symmetrical to the profile center

4> tellinie der Schaufel erfolgt, wenn die Fluidkraft hinsichtlich dieser Profilmittellinie wechselt, d. h. wenn z. B. die aerodynamische Kraft im Laufe der Rotation von einer Schaufelhälfte auf die andere umwechselt. Hierbei ist die Veränderung zu jedem geeigneten4> the blade line occurs when the fluid force changes with respect to this profile center line, i.e. H. if z. B. changes the aerodynamic force in the course of rotation from one blade half to the other. Here the change is appropriate to any one

ίο aerodynamischen Flügelprofil vorsehbar, das zur angestrebten Wirkungsgradverbesserung beitragen kann. Ein solches klassisches Schaufelprofil besteht z. B. darin, daß die Schaufelober- und -Unterseite eine Wölbung aufweist, die an der Oberseite stärker als anίο aerodynamic airfoil can be provided for can contribute to the desired efficiency improvement. Such a classic blade profile consists, for. B. in that the vane top and bottom has a curvature that is stronger on the top than on

-,-> der Unterseite ausgeprägt ist. Das »Umwechseln« der aerodynamischen Druckkraft auf jede Schaufel (d. h. von einer Schaufelhälfte auf die andere und zurück) im Verlauf einer Rotorumdrehung bewirkt dabei eine entsprechende Veränderung des Schaufelprofils derart,-, -> the underside is pronounced. The "changing" of the aerodynamic pressure force on each blade (i.e. from one blade half to the other and back) in the The course of a rotor revolution causes a corresponding change in the blade profile in such a way that

bo daß sich stets ein Profil einstellt, das einen optimalen Schaufelauftrieb (Schaufelantrieb) gewährleistet. Das im Ruhezustand der Vorrichtung symmetrische Schaufelprofil verändert sich folglich hinsichtlich der Profilmittellinie unter Einwirkung der aerodynamischen Kraftbo that there is always a profile that is optimal Bucket buoyancy (bucket drive) guaranteed. The blade profile, which is symmetrical when the device is at rest consequently changes with regard to the profile center line under the action of the aerodynamic force

b-> und es verformt sich dann, wenn der Angriffspunkt der aerodynamischen Kraft von einer Profilhälfte auf die andere überwechselt, hinsichtlich der Profilmittellinie in identischer Form wie vorher, jedoch nur seitenverkehrt.b-> and it deforms when the point of application of the aerodynamic force is transferred from one profile half to the other, with regard to the profile center line in identical shape as before, but only reversed.

Eine besonders vorteilhafte Gestaltung der erfindungsgemäBen Drehvorrichtung besteht darin, daß jede Schaufel zwei Gegengewichte aufweist, deren eines außen an einem ersten, in einer senkrecht zur Profilmittellinie der Schaufel und durch deren Achse verlaufenden Ebene liegenden Arm und deren anderes außen an einem zweiten Arm angebracht ist, der in der Verlängerung der Profilmittellinie der Schaufel liegt, wobei das Gegengewicht am zweiten Arm so gewählt ist, daß es die Schaufel hinsichtlich deren Achse voll ausgleicht.A particularly advantageous design of the inventive Rotary device consists in that each blade has two counterweights, one of which outside on a first, in a perpendicular to the profile center line of the blade and through its axis extending plane lying arm and the other is attached to the outside of a second arm, which is in the Extension of the profile center line of the shovel is, with the counterweight on the second arm chosen is that it fully balances the blade with respect to its axis.

Eine weitere, vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß jede Schaufel mit einem Gegengewicht versehen ist, das auf einem schräg zur Profilmittellinie der Schaufel verlaufenden Arm angeordnet ist, d. h. von der Profilmittellinie der Schaufel und der Mittellinie des Armes wird ein Winkel, vorzugsweise ein stumpfer Winkel, eingeschlossen.Another advantageous embodiment of the invention consists in that each blade is provided with a counterweight that is inclined to the Profile centerline of the blade extending arm is arranged, d. H. from the profile centerline of the bucket and an angle, preferably an obtuse angle, is included in the center line of the arm.

Nach einei weiteren vorzugsweisen Ausgestaltung der Erfindung weist der Rotor nicht eine streng zylindrische Form auf, sondern zur Erzeugung einer leichten Konizität nach unten hin ist der Rotordurchmesser oben größer als unten ausgebildet, also der Abstand des Aufhänge- bzw. Drehpunkts vcn der Rotordrehachse unten an den Schaufeln kleiner als oben.According to another preferred embodiment of the invention, the rotor does not have a strict one cylindrical shape, but to create a slight conicity towards the bottom is the rotor diameter formed larger at the top than at the bottom, so the distance of the suspension or pivot point from the Rotor axis of rotation at the bottom of the blades smaller than at the top.

Von Vorteil ist es weiterhin, wenn der Rotor einstückig mit einer vertikal zwischen zwei Lagern drehbar angeordneten Welle ausgebildet ist, wobei das untere Lager an der Unterlage befestigt und das obere Lager von einer Haltevorrichtung aufgenommen ist. In bestimmten Anwendungsfällen kann es sich jedoch empfehlen, an Stelle der einstückigen Ausbildung auch eine anderweitige feste oder lösbare Verbindung des Rotors mit der Welle vorzusehen. Bei diesen Ausführungsformen ruht das untere Lager der Welle direkt auf der Unterlage, z. B. dem Boden, einem Fahrkörper o. ä., während das obere Lager unmittelbar unter den unten angeordneten Befestigungseinrichtungen für die Schaufeln von einer Haltevorrichtung aufgenommen und getragen wird. An der vertikalen Achse des Rotors sind dann vorzugsweise Einrichtungen angebracht, mittels derer die Rotorbewegung an irgendeine geeignete Anschlußvorrichtung übertragen werden kann.It is also advantageous if the rotor is integral with a vertical between two bearings rotatably arranged shaft is formed, wherein the lower bearing is attached to the base and the upper Bearing is received by a holding device. In certain use cases, however, it can be recommend, instead of the one-piece training, another fixed or detachable connection of the Provide rotor with the shaft. In these embodiments, the lower bearing rests directly on the shaft the document, e.g. B. the ground, a traveling body o. Ä., While the upper camp immediately below the bottom arranged fastening devices for the blades received by a holding device and will be carried. Devices are then preferably attached to the vertical axis of the rotor, by means of whose rotor movement can be transmitted to any suitable connecting device.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehvorrichtung besteht darin, daß die Schaufeln ein Rohr aufweisen, das ihre Vorderkante bildet und bei dem an diametral einander gegenüberliegenden Punkten jeweils die einen Enden zweier biegsamer und widerstandsfähiger Blätter flach befestigt sind, deren andere Enden zur Bildung des Schaufelendes miteinander befestigt sind. Von Vorteil ist es, wenn man für das Rohr dabei ein handelsübliches Metallrohr verwendet, und vorzugsweise bildet man die Blätter auch aus einem geeigneten Kunststoff, z. B. Polyester, oder aus einem metallischen Werkstoff, z. B. einer Aluminiumlegierung, vorzugsweise einer aushärtbaren Aluminiumlegierung (wie sie z. B. unter dem Handelsnamen »Dural« erhältlich ist) oder auch aus Stahl aus. Besonders vorteilhaft lassen sich die Blätter am Rotor bzw. aneinander mittels eines Epoxidharzes befestigen.A particularly advantageous embodiment of the rotating device according to the invention is that the Blades have a tube that forms their leading edge and at diametrically opposite one another Points each end of two flexible and sturdy leaves attached flat the other ends of which are fastened together to form the blade end. Advantageous it is when a commercially available metal tube is used for the tube, and preferably one forms the Sheets also made of a suitable plastic, e.g. B. polyester, or made of a metallic material, e.g. B. an aluminum alloy, preferably a hardenable aluminum alloy (as e.g. Trade name »Dural« is available) or made of steel. The leaves are particularly beneficial attach to the rotor or to each other using an epoxy resin.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielshalber im Prinzip noch näher erläutert. Es zeigtIn the following, the invention is explained in more detail by way of example with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Drehvorrichtung, bei der jedoch nur zwei einander gegenüberliegende Schaufeln dargestellt sind (eine in seitlicher Ansicht, die andere in Vorderansicht),Fig. 1 is a side view of a rotating device according to the invention, but in which only two each other opposing blades are shown (one in side view, the other in front view),

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung aus F i g. 1 (verkleinerter Maßstab),F i g. 2 shows a plan view of the device from FIG. 1 (reduced scale),

Fig. 3 einen vergrößerten Detailausschnitt aus F i g. 2,3 shows an enlarged detail from FIG. 2,

F i g. 4 eine alternative Ausführungsform der in F i g. 3 gezeigten Einrichtung (vergrößert),F i g. 4 shows an alternative embodiment of the embodiment shown in FIG. 3 device shown (enlarged),

F i g. 5 die schematische Darstellung verschiedener Vektororientierungen einer Schaufel während ihres Bewegungsvorganges,F i g. 5 shows the schematic representation of various vector orientations of a blade during its Movement process,

F i g. 6 die schematische Darstellung eines Anwendungsfalles einer Drehvorrichtung nach Fig. 1,F i g. 6 the schematic representation of an application of a rotating device according to FIG. 1,

F i g. 7 die schematische Darstellung der Anwendung einer erfindungsgemäßen Drehvorrichtung nach Fig. 1 auf einem Trimaran,F i g. 7 shows the schematic representation of the application of a rotating device according to the invention according to FIG. 1 on a trimaran,

F i g. 8 eine schematische Darstellung eines Landfahrzeuges (Segelwagen), das mit einer erfindungsgemäßen Drehvorrichtung nach F i g. 1 versehen ist,F i g. 8 is a schematic representation of a land vehicle (sailing car) that is equipped with an inventive Rotating device according to FIG. 1 is provided,

F i g. 9 einen Profilschnitt durch eine andere Art des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Schaufel, der eine optimale Ausnutzung der aerodynamischen Kräfte ermöglicht.F i g. 9 shows a profile section through another type of construction of a blade according to the invention, the one allows optimal use of aerodynamic forces.

Die in den Figuren dargestellte Drehvorrichtung soll durch einen bewegten Luftstrom betätigt werden. Allerdings wäre es anstelle des Luftstromes ohne weiteres auch möglich, solche Vorrichtungen mit anderen strömenden Fluids bzw. Medien zu betreiben, wie etwa Wasser, Öle, Gase oder ähnlichem.The rotating device shown in the figures is intended to be actuated by a moving air stream. However, instead of the air flow, it would also be possible to use such devices to operate other flowing fluids or media, such as water, oils, gases or the like.

Die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Drehvorrichtung weist eine vertikale Welle 1 auf, die drehbar zwischen zwei Lagern 2 und 3 angeordnet ist. Dabei ist Lager 2 auf der Unterlage, etwa dem Erdboden, einem Schiffsrumpf, einem Fahrzeugaufbau o. ä. direkt befestigt, während Lager 3 von einer Haltevorrichtung 4 aufgenommen ist. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 wird diese Haltevorrichtung von mehreren Streben 4 gebildet, die oben geeigneterweise das Lager 3 abstützen. An Stelle dieser Streben ist jedoch gleichermaßen jede andere Halte- bzw. Einspannvorrichtung für Lager 3 einsetzbar, wobei sich deren geeignete Auswahl jeweils nach dem gewünschten Einsatzzweck richten wird.The rotating device shown in Figs. 1 to 3 has a vertical shaft 1 which is rotatable between two bearings 2 and 3 is arranged. Here, camp 2 is on the base, such as the ground, a Directly attached to the ship's hull, a vehicle body or the like, while bearings 3 are supported by a holding device 4 is recorded. In the embodiment according to FIG. 1 this holding device is of several Struts 4 are formed which suitably support the bearing 3 above. In place of this striving, however, is equally any other holding or clamping device for bearing 3 can be used, their appropriate selection will depend on the desired application.

Auf der Welle 1 sind zwei Trageglieder 5 und 6 befestigt, deren jedes sechs Arme aufweist, die sternförmig, jeweils um 60° zueinander versetzt angeordnet sind. Die Länge der Arme des oberen Tragegliedes 6 ist geringfügig größer als die des unteren Tragegliedes 5. Zwischen jedem Arm des Tragegliedes 6 und dem entsprechenden Arm des Tragegliedes 5 isi eine Schaufel 7 angeordnet; die ganze Vorrichtung weisl insgesamt sechs solcher Schaufeln 7 auf, wie dies aus F i g. 2 ersichtlich ist.On the shaft 1 two support members 5 and 6 are attached, each of which has six arms that are arranged in a star shape, each offset by 60 ° to each other. The length of the arms of the top Support member 6 is slightly larger than that of the lower support member 5. Between each arm of the support member 6 and the corresponding arm of the support member 5, a shovel 7 is arranged; the whole device white a total of six such blades 7, as shown in FIG. 2 can be seen.

Jede Schaufel 7 (Fig.3) ist als symmetrisches aerodynamisches Profil ausgebildet und drehbar auf der beiden Tragegliedern 5 und 6 über die Achse 8—S befestigt. Diese Achse erstreckt sich längs einer gerader Linie 10 parallel zur Vorderkante 11 der jeweiliger Schaufeln 7. Wie aus Fig.3 ersichtlich ist, ist die Schaufel 7 einstückig mit einem Arm 12 ausgebildet, dei schräg zur Mittellinie der Schaufel 7 angeordnet ist unc mit dieser einen stumpfen Winkel B einschließt. Ar seinem Ende trägt der Arm 12 ein Gewicht 13. In F i g. 2 ist der solchermaßen aufgebaute Rotor in blockiertei Stellung, in der er sich nicht drehen kann, gezeigt; alle Schaufeln 7 sind dabei in Strömungsrichtung des Winde: gestellt.Each blade 7 (FIG. 3) is designed as a symmetrical aerodynamic profile and is rotatably attached to the two support members 5 and 6 via the axis 8-S. This axis extends along a straight line 10 parallel to the leading edge 11 of the respective blades 7. As can be seen from FIG includes obtuse angle B. At its end, the arm 12 carries a weight 13. In FIG. 2 the rotor constructed in this way is shown in a blocked position in which it cannot rotate; all blades 7 are in the flow direction of the winch: placed.

Die Länge des Armes 12 und die Größe des Winkels I sind derart gewählt, daß der Schwerpunkt der gesamterThe length of the arm 12 and the size of the angle I are chosen so that the center of gravity of the entire

Schaufel-Gegengewichtseinheit in einer Ebene liegt, die zum einen durch die Rotationsachse 10 der Schaufel 7 und zum anderen rechtwinklig zu der Profilmittellinie der Schaufel 7 verläuft.Bucket counterweight unit lies in a plane which on the one hand by the axis of rotation 10 of the blade 7 and on the other hand at right angles to the profile center line the blade 7 runs.

Eine andere Schaufel-Gegengewichtsanordnung ist in Fig.4 dargestellt: Hierbei ist der schräg angeordnete Arm 12 und das Gewicht 13 durch zwei senkrecht zueinander stehene Arme 12a und 126 und zwei Gewichte 13a und 136 ersetzt, wobei die Anordnung des Armes 12 mit dem Gewicht 13 die Resultierende der Einheit 12a-13a und 12Ö-13Ö darstellt. In dem in Fig.4 gezeigten Fall bestimmt sich die Größe des Gewichtes 13a und die Länge des Armes 12a daraus, daß ein völliger Ausgleich des Gewichtes der Schaufel 7 bezüglich der Achse 10, somit ein völliger Gleichgewichtszustand zwischen Schaufel 7 einerseits und Arm 12a mit Gewicht 13a andererseits herbeigeführt wird.Another blade counterweight arrangement is shown in Fig. 4: Here the one that is inclined Arm 12 and the weight 13 by two mutually perpendicular arms 12a and 126 and two Weights 13a and 136 replaced, the arrangement of the arm 12 with the weight 13 being the resultant of the Unit 12a-13a and 12Ö-13Ö. In the in 4 the size of the weight 13a and the length of the arm 12a is determined by the fact that a complete balance of the weight of the blade 7 with respect to the axis 10, thus a complete state of equilibrium between blade 7 on the one hand and arm 12a with weight 13a on the other hand.

Infolge der leichten Neigung der Achsen 10 weisen die Gewichte eine Tendenz auf, sich auf die Außenseite des von den Schaufeln 7 gebildeten Zylinders zu bewegen, ganz so, wie wenn der Motor sich bereits zu bewegen beginnt und der Effekt der Zentrifugalkraft wirksam würde. Hierdurch stellen sich die Schaufeln bereits im Ruhezustand gegen den Wind an, wodurch sich der Vorteil ergibt, daß die Vorrichtung selbsttätig anlaufen kann. Sobald sich der Rotor dreht, stellt sich bei den Schaufeln 7 eine bestimmte Neigung gegen den relativen Luftstrom ein, der vom Wind ausgelöst ist, und die Schaufeln 7 werden somit einer aerodynamischen »Auftriebskraft« unterzogen, die versucht, sie zu drehen, bis schließlich die Radialkraft, die Zentrifugalkraft infolge der Lage des Schwerpunktes und die Auftriebskraft miteinander im Gleichgewicht stehen. Das Drehmoment, das von der Masse jedes Flügels 7 ausgeübt wird, ist Null, da diese Kraft rein radial wirkt. Im Gegensatz hierzu ist die Auftriebskraft jedes Flügels 7 nicht rein radial wirksam, und die Summe der Auftriebskräfte aller Flügel bewirkt ein Drehmoment auf den Rotor. Wenn die Drehgeschwindigkeit ansteigt, wird hierdurch auch ein Ansteigen der relativen Luftgeschwindigkeit und damit der Auftriebskraft all der Schaufeln 7 bewirkt, die gegen die Windrichtung anlaufen, und eine Verminderung der relativen Windgeschwindigkeit und damit der Antriebskraft bei all den Schaufeln 7, die in Windrichtung sich bewegen. Hieraus resultiert eine Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit, was so lange weitergeht, bis sich wieder ein Gleichgewicht mit der Erhöhung des Schaufelwiderstandes einstellt. Durch die leichte Konizität des Rotors ist also der Vorteil eines selbsttätigen Ingangsetzens der Drehvorrichtung bei Vorhandensein eines Luftstromes gegeben.As a result of the slight inclination of the axes 10, the weights have a tendency to be on the outside of the cylinder formed by the blades 7, just as when the engine is already closed begins to move and the effect of centrifugal force would take effect. This raises the blades already in the idle state against the wind, which has the advantage that the device is automatic can start. As soon as the rotor rotates, the blades 7 have a certain inclination against the relative air flow, which is triggered by the wind, and the blades 7 thus become an aerodynamic one "Buoyancy force", which tries to turn it, until finally the radial force, the centrifugal force due to the position of the center of gravity and the buoyancy are in equilibrium with each other. That Torque exerted by the mass of each wing 7 is zero, since this force acts purely radially. In contrast to this, the lift force of each wing 7 is not purely radially effective, and the sum of the The lift forces of all the blades create a torque on the rotor. When the turning speed increases, This also results in an increase in the relative air speed and thus in the lift force all of the blades 7, which run against the wind direction, and a reduction in the relative wind speed and thus the driving force for all the blades 7 that move in the direction of the wind. From this the result is an increase in the speed of rotation, which continues until equilibrium is restored adjusts with the increase in the blade resistance. The slight conicity of the rotor is therefore the advantage of an automatic start-up of the rotating device in the presence of an air flow given.

In F i g. 5 sind schematisch die Größen der Windvektoren eingezeichnet, die bei verschiedenen Stellungen einer Schaufel 7 auftreten (jeweils in Winkelabständen von 30° eingezeichnet). In F i g. 5 ist die Windgeschwindigkeit V mit 1 m/sec und die Umfangsgeschwindigkeit der Schaufel mit 2 m/sec angenommen. Bei einer Stellung der Schaufeln 7 in der Position a ergibt sich der relative Windvektor infolge der Schaufelsteilung als der eingezeichnete, tangential zum Kreis verlaufende Vektor a\, während der Vektor des Anströmwindes sich als Vektor Vergibt. Die Resultierende aus den beiden Vektoren ai und V bildet der Vektor an, der als augenblicklich wirksamer Windvektor auf die Schaufel 7 angesehen werden kann. Dasselbe gilt für die Position b, in welcher der augenblicklich wirksame Windvektor mit bi bezeichnet ist, für die Position c, in der er als es bezeichnet ist usw. Aus Fig.5 ist ersichtlich, daß der augenblicklich wirksame Windvektor am größten in der Position c/und am kleinsten in der Position/ist.In Fig. 5 the sizes of the wind vectors are shown schematically, which occur in different positions of a blade 7 (each shown at angular intervals of 30 °). In Fig. 5, the wind speed V is assumed to be 1 m / sec and the peripheral speed of the shovel to be 2 m / sec. When the blades 7 are positioned in position a, the relative wind vector results from the blade pitch as the drawn vector a \ running tangentially to the circle, while the vector of the inflow wind is given as a vector. The resultant of the two vectors i and V form to the vector which may be considered as instantaneously effective wind vector to the blade. 7 The same applies to position b, in which the momentarily effective wind vector is denoted by bi , for position c, in which it is denoted as es, etc. From FIG. 5 it can be seen that the momentarily effective wind vector is greatest in position c / and is smallest in position /.

Die Rotationsachse 10 der Schaufel 7 ist möglichst nahe an der Vorderkante 11 der Schaufel 7 angeordnet, und der Mittelpunkt der Auftriebskraft liegt deutlich im ersten vorderen Drittel der Schaufel. Hieraus ergibt sich, daß die Schaufel 7 wie eine Wetterfahne befestigt ist und sich auch so verhält und demnach versucht, sichThe axis of rotation 10 of the blade 7 is arranged as close as possible to the leading edge 11 of the blade 7, and the center of the lift force is clearly in the first front third of the blade. From this it follows that the shovel 7 is attached like a weather vane and also behaves so and therefore tries to

ίο in Richtung der relativen Windströmung einzustellen. Andererseits wirkt die Zentrifugalkraft auf den Schwerpunkt des Bauteils Schaufel-Gegengewicht und versucht, die Schaufel in eine Richtung tangential zum Umlaufkreis einzustellen. Infolgedessen wird die Schaufei 7 um so leichter eine Zwischenposition einnehmen, als diese Kräfte mit den Winkeln variieren (sei es mit dem Anströmwinkel, sei es auch mit der Lage der Tangente an den Kreis).ίο set in the direction of the relative wind flow. On the other hand, the centrifugal force acts on the center of gravity of the component blade counterweight and tries to adjust the blade in a direction tangential to the orbit. As a result, the show becomes 7 assume an intermediate position all the more easily as these forces vary with the angles (be it with the angle of incidence, be it with the position of the tangent to the circle).

In F i g. 6 ist eine der vorher geschilderten Drehvorrichtungen dargestellt, bei der in der Nähe des unteren Endes der Welle 1 ein Zahnkranz 14 angebracht ist, der über ein geeignetes Winkelvorgelege eine Welle 15 und über diese einen Motor 16 antreibt.In Fig. 6 one of the previously described rotating devices is shown, in which in the vicinity of the lower one At the end of the shaft 1, a ring gear 14 is attached, which a shaft 15 and via a suitable angular transmission drives a motor 16 via this.

In den F i g. 7 und 8 ist ein Rotor dargestellt, der obenIn the F i g. 7 and 8 a rotor is shown, the above

2") auf einem Balken oder Mast 20 in einem Lager 21 drehbar gelagert ist und der mit Hilfe eines Vorgeleges 22 eine Schiffsschraube 23 (F i g. 7) oder zwei Halbachsen 24 für den Antrieb von Rädern 25 antreibt. Wenn bei dem Ausführungsbeispiel, das in F i g. 7 gezeigt ist, das2 ") on a beam or mast 20 in a warehouse 21 is rotatably mounted and with the help of a back gear 22 a propeller 23 (Fig. 7) or two semi-axles 24 for driving wheels 25 drives. In the embodiment shown in FIG. 7 is shown that

jo Schiff mittels seiner Schraube 23 gegen den Wind fährt, so ergibt sich die relative Windgeschwindigkeit gegenüber der Drehvorrichtung aus der wirklichen Windgeschwindigkeit, vermehrt um die Geschwindigkeit des Schiffs. Hierdurch vergrößert sich wiederum diejo ship moves against the wind by means of its screw 23, so the relative wind speed compared to the rotating device results from the real one Wind speed, increased by the speed of the ship. This in turn increases the

J3 Auftriebs- bzw. Windkraft an den Schaufeln und damit die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors. Hierbei erzeugt die Rotation des Rotors in dem bewegten Luftstrom das Auftreten des sog. »Magnus«-Effekts, der sich senkrecht zur Anströmrichtung des Fluids auswirkt Wenn das Schiff jedoch schräg zum Wind fährt, verstärkt sich dieser Magnus-Effekt oder er schwächt sich ab, je nachdem, wie die Umlaufrichtung des Rotors ist. Um diesen Effekt auszunutzen, kann man die Drehrichtung des Rotors ändern, indem man ihn anhältJ3 Buoyancy or wind force on the blades and thus the speed of rotation of the rotor. This produces the rotation of the rotor in the moving one Air flow the occurrence of the so-called "Magnus" effect, which acts perpendicular to the direction of flow of the fluid However, when the ship moves at an angle to the wind, this Magnus effect increases or weakens depending on the direction of rotation of the rotor is. To take advantage of this effect, one can change the direction of rotation of the rotor by stopping it

4 r) und indem man die Orientierung der Schaufeln umdreht. Man kann aber auch, wenn der Wind günstig ist, den Propeller ganz abstellen und nur den Magnus-Effekt zum Vortrieb verwenden. Dieselben Prinzipien gelten für das Straßenfahrzeug, das in F i g. 8 dargestellt ist. 4 r ) and by reversing the orientation of the blades. But you can also switch off the propeller completely when the wind is favorable and only use the Magnus effect for propulsion. The same principles apply to the road vehicle shown in FIG. 8 is shown.

■■><> In den dargestellten Beispielen hat der Rotor einen unteren Durchmesser, der kleiner als sein oberer Durchmesser ist, um eine leichte Konizität des Rotors zu erzeugen. Dies dient einer Berücksichtigung der Tatsache, daß in den niedrigen Schichten der Atmosphäre. die Windgeschwindigkeit mit zunehmender Höhe anwächst, was andererseits ein Selbstanlassen einer Turbine ermöglicht. Es ist also vorzuziehen, daß bei der Messung des möglichen Anstellwinkels der Schaufel 7 zur relativen Windrichtung dieser Winkel über die■■> <> In the examples shown, the rotor has a lower diameter, which is smaller than its upper diameter, to ensure a slight taper of the rotor to create. This takes into account the fact that in the lower layers of the atmosphere. the wind speed increases with increasing height, which on the other hand, a self-starting a Turbine enables. It is therefore preferable that when measuring the possible angle of attack of the blade 7 to the relative wind direction this angle over the

W) ganze Höhe der Schaufel gleichbleiben sollte. Hieraus folgt, daß hinsichtlich jeden Punkts der Schaufel 7 der Abstand der Achse der Schaufel 7 in Höhe dieses Punktes von der Rotorachse möglichst genau immer proportional zur Windgeschwindigkeit im betrachtetenW) the entire height of the shovel should remain the same. From this it follows that with respect to each point of the blade 7 the The distance between the axis of the blade 7 and the rotor axis at this point is always as precise as possible proportional to the wind speed in the considered

br> Punkt gewählt ist. Zur Auslegung der Schaufel genügt es in der Praxis, wenn man über die Höhe einer Schaufellänge Windmeßgeräte (Anemometer) in der Höhe so verschiebt, daß jeweils die folgende Formelb r > point is selected. To design the blade, it is sufficient in practice to shift wind measuring devices (anemometers) in height over the height of a blade length in such a way that the following formula is used in each case

809 537/333809 537/333

erfüllt ist:is satisfied:

V RV R.

In dieser Formel bezeichnet V die relative Windgeschwindigkeit und R den Radialabstand eines Anemometers und ν bzw. r die relative Windgeschwindigkeit bzw. den Radialabstand eines anderen Anemometers. Auf diese Art und Weise kann eine gewünschte lineare Abhängigkeit des örtlichen Radialabstandes der Drehachse 10 einer Schaufel 7 von der Rotationsachse des Rotors bezüglich der Windanströmung gefunden werden.In this formula, V denotes the relative wind speed and R the radial distance of one anemometer and ν or r the relative wind speed or the radial distance of another anemometer. In this way, a desired linear dependence of the local radial distance of the axis of rotation 10 of a blade 7 from the axis of rotation of the rotor with respect to the wind inflow can be found.

Beispielsweise wählt man für die Ausführung eines Windrads mit einer Armlänge von 200 cm für die obere Tragevorrichtung 6 die Armlänge der unteren Tragvorrichtung 5 mit 180 cm bei einer Schaufellänge von 800 cm. Hierdurch wird eine Neigung der Achse 10 von 1,26° erreicht. Wie schon weiter oben ausgeführt, bewirkt die nach außen gerichtete Neigung der Schaufel 7, daß die Gegengewichte im Ruhezustand einer radial nach außen zu dem von den Achsen 10 definierten Kegel gerichteten Lage einnehmen. Es ist allerdings auch möglich, ein Windrad zu erstellen, bei dem die Achsen 10 streng vertikal und parallel zueinander verlaufen. Beim Lauf des Rotors beschreiben sie dann einen Zylinder. In diesem Fall erweist es sich zur Einleitung der Drehbewegung allerdings als notwendig, den Rotor durch eine geeignete Vorrichtung anzuwerfen, da hier die Gegengewichte wegen der fehlenden Neigung der Schaufeln nicht bereits im Ruhezustand die Schaufeln gegen den Wind anstellen. Bei der in F i g. 9 dargestellten vorzugsweisen Ausführungsform ist eine Schaufel gezeigt, die eine optimale Ausnutzung der aerodynamischen Kräfte erlaubt In F i g. 9 besteht die Schaufel aus einem Rohr 31, das die Vorderkante der Schaufel bildet, und aus zwei Schaufelblättern 32 und 33, die das Profil der Schaufel vervollständigen. Die Verbindung dieser Schaufelblätter 32 und 33 an ihren anderen, freien Enden bildet die Rückseite der Schaufel. Beim Rohr 31 handelt es sich um ein metallisches Standardrohr, wie es im Handel erhältlich ist, das genau die Länge aufweist, die für die Schaufel gewählt wurde. Zwei Abplattungen 34 und 35 sind praktisch über die ganze Länge des Rohrs ausgeführt längs einer genügend großen Breite, um die erforderliche flache Befestigungsstelle für die Schaufelblätter 32 und 33 abzugeben. Die Schaufelblätter 32 und 33 sind rechteckig ausgeführt und aus einem widerstandsfähigen und biegsamen, leichten und deformierbaren Material hergestellt. Sie sind vorzugsweise in Polyester ausgeführt, können gleichermaßen aber auch aus einem entsprechend dünnen Metall bestehen, wie dieses etwa unter dem Namen »Dural« verkauft wird, oder auch aus Stahl. Jedes Schaufelblatt ist mit seinem vorderen Ende eben am Rohr 31 angeklebt: Das Schaufelblatt 32 auf der Abflachung 34, und das Schaufelblatt 33 auf der Abflachung 35, wobei vorteilhafterweise ein Epoxidharz für die Anklebung verwendet ist. Es kann hierfür jedoch auch, falls gewünscht, ein anderes Klebemittel verwendet werden, in bestimmten Fällen dürfte auch eine andere lösbare oder unlösbare Verbindung, z. B. durch Anschweißen, Löten oder über Schrauben, Nieten o. ä. vorteilhaft sein. Die anderen (freien) Enden der Schaufelblätter sind zusammengeklebt, vorzugsweise wiederum mittels Epoxidharz, wodurch die Rückseite 36 der Schaufel entsteht. Auch für die Befestigung der beiden Rückseiten der Blätter gelten die obengenannten Alternativen der Befestigungsmittel. Beispielsweise kann eine solche Schaufel mit folgenden Dimensionen ausgeführt sein: Das Standardrohr hat eine Länge von 6 m und einen Durchmesser von 52 mm sowie zwei Abplattungen über 15 mm Breite, und die zwei Schaufelblätter bestehen aus Polyester und haben die Maße 6 m χ 40 cm χ 2,5 mm.For example, one chooses for the execution of a wind turbine with an arm length of 200 cm for the upper one Carrying device 6 the arm length of the lower carrying device 5 with 180 cm with a shovel length of 800 cm. This results in an inclination of the axis 10 of 1.26 °. As already stated above, causes the outward inclination of the blade 7 that the counterweights in the rest state a radial assume outwardly directed position towards the cone defined by the axes 10. It is, however also possible to create a wind turbine in which the axes 10 are strictly vertical and parallel to each other get lost. When the rotor is running, they describe a cylinder. In this case it turns out to be Initiation of the rotary movement, however, as necessary to start the rotor using a suitable device, because here the counterweights are not already in the idle state because of the lack of inclination of the blades Use the shovels against the wind. In the case of the in FIG. The preferred embodiment illustrated in FIG. 9 is a Shovel shown, which allows an optimal utilization of the aerodynamic forces In F i g. 9 consists of the Blade made of a tube 31, which forms the leading edge of the blade, and two blades 32 and 33, which complete the profile of the blade. The connection of these blades 32 and 33 at their other, free ends forms the back of the blade. The tube 31 is a metallic one Standard pipe as commercially available that is exactly the length chosen for the bucket. Two flattened areas 34 and 35 are made along one sufficient length practically over the entire length of the pipe large width to provide the required flat attachment point for the blades 32 and 33. the Blade 32 and 33 are rectangular and made of a tough and flexible, made of lightweight and deformable material. They are preferably made of polyester, you can but also consist of a correspondingly thin metal, such as this one under the Name "Dural" is sold, or made of steel. Each airfoil is flat at its front end glued to the tube 31: the airfoil 32 on the flat 34, and the airfoil 33 on the Flattened area 35, an epoxy resin advantageously being used for bonding. It can do this, however a different adhesive can also be used if desired; in certain cases one should also be used other releasable or non-releasable connection, e.g. B. by welding, soldering or screws, rivets or the like. be beneficial. The other (free) ends of the airfoils are glued together, preferably again by means of epoxy resin, whereby the rear side 36 of the blade is formed. Also for attaching the the above alternatives of the fastening means apply to both back sides of the sheets. For example Such a shovel can be designed with the following dimensions: The standard tube has a length of 6 m and a diameter of 52 mm as well as two flattened areas over 15 mm wide, and the two Shovel blades are made of polyester and have the dimensions 6 m 40 cm 2.5 mm.

Die Erfindung ist jedoch nicht nur auf die im vorstehenden geschilderten erfindungsgemäßen Drehvorrichtungen beschränkt. Sie umfaßt vielmehr auch im speziellen die aufgezeigten Gestaltungen der einzelnen Flügel, insbesondere deren Anordnung in Verbindung mit einem oder mehreren Gegengewichten oder die erwähnte selbsttätige Profilveränderung gegenüber der Ruhelage bei Anströmung.However, the invention does not only apply to the rotating devices according to the invention described above limited. Rather, it also specifically includes the designs of the individual Wings, especially their arrangement in connection with one or more counterweights or the Mentioned automatic profile change compared to the rest position with flow.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims (14)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Drehvorrichtung, die durch ein in Bewegung befindliches Fluid, wie z. B. Wasser oder Luft, angetrieben wird, mit einem Rotor mit vertikaler Achse, der eine im wesentlichen zylindrische Form und eine Vielzahl von identisch geformten Schaufeln mit symmetrischem, aerodynamischem Profil, aufweist, die längs des Rotorumfanges verteilt angeordnet sind, wobei jede Schaufel auf einer im wesentlichen vertikalen, zur Vorderkante der Schaufel parallelen Achse drehbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schaufel (7) ohne Anschlag frei drehbar und mit mindestens einem Gegengewicht (13) versehen ist, das so angeordnet ist, daß der Schwerpunkt der ganzen Schaufel-Gegengewicht-Baueinheit in einer Ebene durch die Achse (8-9) der Schaufel (7) und senkrecht zur Schaufel-Profilmittellinie, nicht jedoch auf der Achse (8—9) der Schaufel (7) selbst liegt1. Rotary device, which is driven by a fluid in motion, such as. B. water or air, is driven, with a vertical axis rotor which is substantially cylindrical in shape and a plurality of identically shaped blades with a symmetrical, aerodynamic profile, which are arranged distributed along the rotor circumference, with each blade on an im essentially vertical axis parallel to the front edge of the blade is rotatable, characterized in that each blade (7) freely rotatable without a stop and with at least one counterweight (13) is provided which is arranged so that the center of gravity of the whole blade counterweight assembly in a plane through the axis (8-9) of the blade (7) and perpendicular to the blade profile center line, but not on the axis (8-9) of the blade (7) itself 2. Drehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schaufel (7) zwei Gegengewichte (13a, 13Zj^ aufweist, deren eines (136,) außen an einem ersten, in einer senkrecht zur Profilmittellinie der Schaufel (7) und durch deren Achse (8—9) verlaufenden Ebene liegenden Arm {\2b) und deren anderes (13a^ außen an einem zweiten Arm (12a,) angebracht ist, der in der Verlängerung der Profilmittellinie der Schaufel (7) liegt, wobei das Gegengewicht (13a,) am zweiten Arm (12a,) so gewählt ist, daß es die Schaufel (7) hinsichtlich deren Achse (8—9) voll ausgleicht.2. Rotating device according to claim 1, characterized in that each blade (7) has two counterweights (13a, 13Zj ^, one of which (136,) on the outside of a first, in a perpendicular to the profile center line of the blade (7) and through its axis (8-9) lying arm {\ 2b) and the other arm (13a ^ on the outside of a second arm (12a,) is attached, which is in the extension of the profile center line of the blade (7), the counterweight (13a, ) on the second arm (12a,) is selected so that it fully compensates for the blade (7) with regard to its axis (8-9). 3. Drehvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schaufel (7) mit einem Gegengewicht (13) versehen ist, das auf einem schräg zur Profilmittellinie der Schaufel (7) verlaufenden Arm (12) angeordnet ist.3. Rotating device according to claim 1 or 2, characterized in that each blade (7) with a counterweight (13) is provided which runs on an oblique to the profile center line of the blade (7) Arm (12) is arranged. 4. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer leichten Konizität nach unten hin der Durchmesser des Rotors oben größer als unten ist.4. Rotating device according to one of claims 1 to 3, characterized in that for generating a slight conicity towards the bottom, the diameter of the rotor is larger at the top than at the bottom. 5. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor einstückig mit einer vertikalen, zwischen zwei Lagern (2, 3) drehbar angeordneten Welle (1) ausgebildet ist, wobei das untere Lager (2) auf der Unterlage befestigt und das obere Lager (3) von einer Haltevorrichtung (4) aufgenommen ist.5. Rotating device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the rotor one piece with a vertical shaft (1) rotatably arranged between two bearings (2, 3) is formed, the lower bearing (2) attached to the base and the upper bearing (3) of a holding device (4) is added. 6. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (7) ein Rohr (31) aufweisen, das ihre Vorderkante bildet und bei dem an diametral einander gegenüberliegenden Punkten jeweils die einen Enden zweier biegsamer und widerstandsfähiger Blätter (32, 33) flach befestigt sind, deren andere Enden zur Bildung des Schaufelendes miteinander befestigt sind.6. Rotating device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the blades (7) have a tube (31) which forms its leading edge and in which at diametrically opposite one another Points each end of two flexible and resilient blades (32, 33) are fastened flat, the other ends of which are fastened together to form the blade end. 7. Drehvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (31) ein handelsübliches Metallrohr ist.7. Rotating device according to claim 6, characterized in that the tube (31) is a commercially available one Metal pipe is. 8. Drehvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Blätter (32,33) aus Polyester bestehen.8. Rotating device according to claim 6 or 7, characterized in that the sheets (32,33) from Are made of polyester. 9. Drehvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Blätter (32,33) aus einer Aluminiumlegierung oder aus Stahl bestehen.9. Rotating device according to claim 6 or 7, characterized in that the sheets (32,33) from an aluminum alloy or steel. 10. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Blätter (32,10. Rotating device according to one of claims 6 to 9, characterized in that the blades (32, 33) mit einem Epoxidharz am Rohr (31) bzw. aneinander befestigt sind.33) are attached to the tube (31) or to each other with an epoxy resin. 11. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schaufel (7) im Ruhezustand der Drehvorrichtung ein symmetrisches Profil aufweist, das jedoch unter Einwirkung einer Fluidkraft zu einem klassischen Flügelprofil veränderbar ist, wobei diese Veränderung identisch, aber symmetrisch zur Profilmittellinie der Schaufel (7) erfolgt, wenn die Fluidkraft hinsichtlich dieser Profilmittellinie wechselt.11. Rotating device according to one of claims 1 to 10, characterized in that each blade (7) in the idle state of the rotating device has a symmetrical profile, which, however, under action a fluid force can be changed to a classic wing profile, this change being identical, but symmetrical to the profile center line of the blade (7) takes place when the fluid force with respect to this Profile center line changes. 12. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Kraftübertragungseinrichtung(en) zum Antrieb einer Motorpumpe o. ä. versehen ist.12. Rotating device according to one of claims 1 to 11, characterized in that it is with Power transmission device (s) for driving a motor pump or the like is provided. 13. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch ihre Verwendung als Antriebsquelle für eines oder mehrere Antriebsräder eines Landfahrzeuges.13. Rotating device according to one of claims 1 to 12, characterized by its use as Drive source for one or more drive wheels of a land vehicle. 14. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch ihre Verwendung als Antriebsquelle zum Antrieb eines Schiffspropellers.14. Rotating device according to one of claims 1 to 12, characterized by its use as Drive source for driving a ship's propeller.
DE2602380A 1975-01-22 1976-01-22 Rotating device that is driven by a moving fluid such as water or air Expired DE2602380C3 (en)

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